Golang如何使用ttl机制保存内存数据

栏目分类：其他教程    发布日期：2023-10-15    浏览次数：239次     收藏

本篇内容介绍了“Golang如何使用ttl机制保存内存数据”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

ttl(time-to-live) 数据存活时间，我们这里指数据在内存中保存一段时间，超过期限则不能被读取到，与Redis的ttl机制类似。

获取当前时间

涉及时间计算，这里首先介绍如何获取当前时间，以及时间的精度，这里为了简化，精度到秒级。

使用time.Now可以获取当前时间，time.Unix 或 time.UnixNano可以获得时间戳。

now := time.Now()      // current local time
sec := now.Unix()      // number of seconds since January 1, 1970 UTC
nsec := now.UnixNano() // number of nanoseconds since January 1, 1970 UTC
fmt.Println(now)  // time.Time
fmt.Println(sec)  // int64
fmt.Println(nsec) // int64

输出结果：

2023-02-19 16:52:51.5894329 +0800 CST m=+0.004286801
1676796771
1676796771589432900

数据结构

首先定义数据结构，数据结构及存储数据容器的结构：

type Data struct {
	Key       string
	Value     interface{}
	Timestamp int64
}
type Heap struct {
	dataMx *sync.RWMutex
	data   map[string]Data
}

Data 包括key和value以及ttl时间（单位秒），Heap容器包括map类型data以及RWMutex读写锁，读写锁是支持并发操作。

下面定义Heap结构一些方法。

Heap操作

主要方法包括New，Set，Del，Get三个方法。

func New() *Heap {
	return &Heap{
		dataMx: &sync.RWMutex{},
		data:   map[string]Data{},
	}
}
func (h *Heap) Set(key string, value interface{}, ttl int64) {
	if ttl == 0 {
		return
	}
	data := Data{
		Key:       key,
		Value:     value,
		Timestamp: time.Now().Unix(),
	}
	if ttl > 0 {
		data.Timestamp += ttl
	} else if ttl < 0 {
		data.Timestamp = -1
	}
	h.dataMx.Lock()
	h.data[key] = data
	h.dataMx.Unlock()
}
func (h *Heap) Get(key string) (val interface{}, ok bool) {
	var data Data
	h.dataMx.RLock()
	data, ok = h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if ok {
		if data.Timestamp != -1 && data.Timestamp <= time.Now().Unix() {
			h.Del(key)
			ok = false
		} else {
			val = data.Value
		}
	}
	return
}
func (h *Heap) Del(key string) {
	h.dataMx.RLock()
	_, ok := h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if !ok {
		return
	}
	h.dataMx.Lock()
	delete(h.data, key)
	h.dataMx.Unlock()
}

New方法无需多解释，我们直接看Set方法。

Set方法实现逻辑：如果ttl为0则直接返回，反之先初始化Data数据，这里初始化当前时间为Data的时间戳；接着判断ttl，如果大于零则Data的时间戳加上ttl，反之为-1；下面开始通过读写锁存储Heap的data。

Del方法，首先通过读锁读取key对应数据，如果失败直接返回（可能已经过期，其他协程已经获取过），反之直接删除数据。

Get方法，读取逻辑与Del一样，如果正确读取，则判断时间戳，不等于-1且小于当前时间则表明已过期，调用Del方法进行删除，返回nil和false；反之返回value及true。

测试ttl容器Heap

首先定义heap,然后调用Set方法，增加数据key,value,ttl为2秒：

func main() {
	keyTag := "key"
	heap := New()
	defer func() {
		heap.Del(keyTag)
	}()
	heap.Set(keyTag, "value", 2)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag := heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v
", val, flag)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag = heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v
", val, flag)
}

然后模拟等待1秒后调用Get方法，两次直接结果和预期一致：

value, true
<nil>, false

完整代码

下面给出完整代码：

package main
import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
type Data struct {
	Key       string
	Value     interface{}
	Timestamp int64
}
type Heap struct {
	dataMx *sync.RWMutex
	data   map[string]Data
}
func New() *Heap {
	return &Heap{
		dataMx: &sync.RWMutex{},
		data:   map[string]Data{},
	}
}
func (h *Heap) Set(key string, value interface{}, ttl int64) {
	if ttl == 0 {
		return
	}
	data := Data{
		Key:       key,
		Value:     value,
		Timestamp: time.Now().Unix(),
	}
	if ttl > 0 {
		data.Timestamp += ttl
	} else if ttl < 0 {
		data.Timestamp = -1
	}
	h.dataMx.Lock()
	h.data[key] = data
	h.dataMx.Unlock()
}
func (h *Heap) Get(key string) (val interface{}, ok bool) {
	var data Data
	h.dataMx.RLock()
	data, ok = h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if ok {
		if data.Timestamp != -1 && data.Timestamp <= time.Now().Unix() {
			h.Del(key)
			ok = false
		} else {
			val = data.Value
		}
	}
	return
}
func (h *Heap) Del(key string) {
	h.dataMx.RLock()
	_, ok := h.data[key]
	h.dataMx.RUnlock()
	if !ok {
		return
	}
	h.dataMx.Lock()
	delete(h.data, key)
	h.dataMx.Unlock()
}
func main() {
	keyTag := "key"
	heap := New()
	defer func() {
		heap.Del(keyTag)
	}()
	heap.Set(keyTag, "value", 2)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag := heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v
", val, flag)
	time.Sleep(1 * time.Second)
	val, flag = heap.Get(keyTag)
	fmt.Printf("%v, %v
", val, flag)
}